کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
6905087 862814 2015 12 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Towards the fast and robust optimal design of wireless body area networks
ترجمه فارسی عنوان
به سوی طراحی سریع و بهینه از شبکه های بی سیم بدن منطقه
ترجمه چکیده
شبکه های بی سیم بدن منطقه ای شبکه های حسگر بی سیم هستند که اخیرا به تصویب رسید و در برنامه های مهم مراقبت های بهداشتی مانند نظارت از راه دور وضعیت سلامتی بیماران گسترش یافت. یک مسئله مهم در ارتباط با استقرار چنین شبکه هایی با مصرف انرژی نشان داده شده است: به طور کلی، باتری های سنسور ها را نمی توان به راحتی جایگزین و شارژ کرد، بنابراین استفاده از انرژی با استفاده از طراحی منطقی شبکه و استفاده از مسیریابی بسیار مهم است . مسئله دیگر با عدم اطمینان ترافیک نشان داده می شود: سنسورهای بدن ممکن است داده ها را با نرخ متغیری تولید کنند که دقیقا در پیش نیست، به عنوان مثال، زیرا تولید داده ها بر اساس رویداد است. عدم توجه به عدم قطعیت ترافیک ممکن است منجر به تصمیم گیری اشتباه طراحی و مسیریابی شود که ممکن است عملکرد شبکه را تحت تاثیر قرار دهد و اثرات بسیار بدی بر سلامت بیماران داشته باشد. به منظور حل این مسائل، در این کار ما اولین مدل بهینه سازی قوی برای به طور مشترک بهینه سازی توپولوژی و مسیریابی در شبکه های شبکه بدن را تحت عدم اطمینان ترافیکی پیشنهاد می کنیم. از آنجا که این مشکل حتی ممکن است برای یک حل کننده بهینه سازی پیشرفته ای به وجود آید، ما یک الگوریتم بهینه سازی اصلی را پیشنهاد می دهیم که از آرام سازی های خطی مناسب برای هدایت یک تصحیح تصادفی متغیرها پشتیبانی می کند که توسط جستجو دقیق متغیر محدوده متغیر بزرگ پشتیبانی می شود. آزمایشات بر روی نمونه های واقع گرایانه نشان می دهد که الگوریتم ما بهتر از یک حل کننده پیشرفته، سریع تولید می شود که با شکاف های بهینه بهینه بهبود یافته است.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه مهندسی کامپیوتر نرم افزارهای علوم کامپیوتر
چکیده انگلیسی
Wireless body area networks are wireless sensor networks whose adoption has recently emerged and spread in important healthcare applications, such as the remote monitoring of health conditions of patients. A major issue associated with the deployment of such networks is represented by energy consumption: in general, the batteries of the sensors cannot be easily replaced and recharged, so containing the usage of energy by a rational design of the network and of the routing is crucial. Another issue is represented by traffic uncertainty: body sensors may produce data at a variable rate that is not exactly known in advance, for example because the generation of data is event-driven. Neglecting traffic uncertainty may lead to wrong design and routing decisions, which may compromise the functionality of the network and have very bad effects on the health of the patients. In order to address these issues, in this work we propose the first robust optimization model for jointly optimizing the topology and the routing in body area networks under traffic uncertainty. Since the problem may result challenging even for a state-of-the-art optimization solver, we propose an original optimization algorithm that exploits suitable linear relaxations to guide a randomized fixing of the variables, supported by an exact large variable neighborhood search. Experiments on realistic instances indicate that our algorithm performs better than a state-of-the-art solver, fast producing solutions associated with improved optimality gaps.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Applied Soft Computing - Volume 37, December 2015, Pages 971-982
نویسندگان
, ,